თუ ვინმე გკითხავს: "რა არის თითქმის ყველა ცოცხალი უჯრედის ძირითადი საქმე?" და ხუთი წამში მოითხოვა პასუხი, რას იტყოდი? "გენი ადევნეთ მომავალ თაობას" გონივრული პასუხია, მაგრამ ეს ნამდვილად უფრო უჯრედების ატრიბუტია, ვიდრე მათ მიერ შესრულებული ფუნქცია. "დაიყოს ორ თანაბარ უჯრედად" ასევე დაცვითი პასუხია, მაგრამ ეს არის ის, რასაც უჯრედები განსაზღვრავენ თავიანთი ცხოვრების ბოლოს და არა მათ დროს.
პირველადი უჯრედების საქმე ნამდვილად არის ნივთების, ძირითადად, ცილების დამზადება. ინსტრუქციების გამოყენებით იგივე დნმ-დან (დეოქსირიბონუკლეინის მჟავა), რომელიც წარმოადგენს გენეტიკულ კოდს მთელი ორგანიზმისთვის, სტრუქტურები, რომლებსაც რიბოზომები უწოდებენ, აწარმოებენ ინდივიდუალურ ცილებს. ზოგიერთი ცილა ხდება უჯრედებში, ქსოვილებში და ორგანოებში. სხვებს აქვთ შანსი გახდნენ ფერმენტები.
ეუკარიოტებში (მცენარეები, სოკოები და ცხოველები) ბევრი ამ რიბოსომაა მიმაგრებული "მაგისტრალის მსგავსი" მემბრანის მძიმე თვისებაზე, რომელსაც ეწოდება ენდოპლაზმურ ბადეში. ეს გამოდის ორი ტიპის, "გლუვი" და "უხეში". ღვიძლის, საკვერცხეების და სათესლე ჯირკვლების უჯრედებს აქვთ მაღალი სიმკვრივე
გლუვი ენდოპლაზმური ბადე(გლუვი ER, ან უბრალოდ SER), ხოლო ორგანოები, რომლებიც გამოყოფენ პროტეინის დიდ რაოდენობას, მაგალითად, პანკრეასს, აქვთ უჯრედები მდიდარი უხეში ენდოპლაზმური ბადეებით (უხეში ER, ან უბრალოდ RER).საკანი, ახსნილი
სანამ შეისწავლით თუ რას აკეთებს უჯრედის რომელიმე კონკრეტული კომპონენტი, უნდა გადახედოთ, რა არის მთლიანობაში უჯრედები და როგორ განსხვავდებიან ისინი ორგანიზმების ტიპებს შორის.
უჯრედებს სიცოცხლის საშენ მასალას უწოდებენ რადგან ისინი ყველაზე წვრილმანი ინდივიდუალური საგნებია, რომლებიც მოიცავს ზოგადად ცოცხალ არსებებთან დაკავშირებულ ძირითად თვისებებს. უმარტივეს უჯრედებსაც კი აქვს ოთხი ფიზიკური თვისება: უჯრედის მემბრანა უჯრედის დასაცავად და დასაკავებლად; ციტოპლაზმა შეადგინოს მისი მასის უდიდესი ნაწილი და შესთავაზოს მატრიცა, რომელშიც შეიძლება მოხდეს რეაქციები, რიბოსომები ცილების დამზადება; და გენეტიკური მატერიალი დნმ-ის სახით.
მიუხედავად იმისა, რომ ორგანიზმები დომენში არიან პროკარიოტა ხშირად აქვთ უჯრედები, რომლებიც ძირითადად შეიცავს მხოლოდ ამ კომპონენტებს და ასევე შედგება მხოლოდ ერთი უჯრედისგან, სხვა დონის ორგანიზმებისაგან, ეუკარიოტა, აქვთ უფრო რთული და მრავალფეროვანი უჯრედები. ეუკარიოტულ უჯრედებს, როგორც მათთვის ცნობილია, აქვთ სხვადასხვა ორგანელები, როგორიცაა მიტოქონდრია, ქლოროპლასტები, გოლჯის სხეულები და ენდოპლაზმურ ბადეში; ისინი ასევე იზოლირებენ თავიანთ დნმ-ს ბირთვში, რომელსაც ასევე აქვს გარსი და შეიძლება თავად ორგანულად ჩაითვალოს.
ეუკარიოტული ორგანელები დეტალებში
პროკარიოტები არსებობდნენ დაახლოებით 3.5 მილიარდი წლის განმავლობაში, რაც ნიშნავს, რომ ისინი წარმოიშვნენ "მხოლოდ" მილიარდი წლის შემდეგ, რაც თვით დედამიწა სრულყოფილად ჩამოყალიბდა. ითვლება, რომ ეუკარიოტები მომდევნო მილიარდ წელიწადს მიჰყვებოდნენ და მტკიცებულებებით ვლინდება, რომ მათ მიიღეს თავისი დაიწყეთ დიდი, ანაერობული ბაქტერიების და გაცილებით მცირე აერობული ბაქტერიების შემთხვევითი შეხვდების წყალობით.
- ამ ენდოსიმბიონტის თეორიაში დიდმა ბაქტერიებმა "შეჭამეს" პატარა, ორივე გადარჩა. შედეგად წარმოიშვა დიდი აერობული ბაქტერიები, ბაქტერიებით გადაქცეულ ორგანელებით მიტოქონდრია ახლა პასუხისმგებელია ამ უჯრედების ენერგიის უმეტეს ნაწილზე მომარაგებაზე.
ბირთვი შეიცავს დნმ-ს, რომელიც გამოყოფილია რიგ ქრომოსომებად, რომელთა საერთო რაოდენობა იცვლება სახეობებს შორის (ადამიანებს აქვთ 46). მიტოზის პროცესში დაიშალა ბირთვული მემბრანა, უკვე ქრომოსომები წყვილებში დუბლირებული იშლება და ბირთვი და უჯრედები იყოფა ქალიშვილ სტრუქტურებად სხვა.
გოლჯის სხეულები არის ბლინების მცირე გარსით შემოფარგლული სტეკების მსგავსი სტრუქტურები. ისინი მონაწილეობენ ცილებისა და სხვა ახლად სინთეზირებული მოლეკულების დამუშავებაში და შეუძლიათ ასეთი ნივთიერებების გადატანა ენდოპლაზმურ ბადესა და სხვა ორგანელებს შორის, როგორიცაა პატარა ტაქსიკაბები.
ენდოპლაზმური ბადეების ძირითადი მახასიათებლები
ტიპიური ცხოველური უჯრედის მთლიანი მემბრანის ზედაპირის დაახლოებით ნახევარი (გარე უჯრედის გარსის ჩათვლით) შედგება ორგანოსგან, რომელიც ცნობილია როგორც ენდოპლაზმური ბადე. იგი შედგება იგივე ორმაგი პლაზმური მემბრანის, ან ფოსფოლიპიდური შრის მრავალი ფენისგან, რომელიც ქმნის ყველა ორგანელისა და მთლიანად უჯრედის საზღვრებს.
მიუხედავად იმისა, რომ, როგორც აღინიშნა, ენდოპლაზმური ბადე იყოფა გლუვ ER და უხეში ER, ეს განსხვავება სინამდვილეში ეხება იმავე ორგანოს სხვადასხვა განყოფილებებს. ამრიგად, სტანდარტული უხეში ER განმარტება და გლუვი ER განმარტება ოდნავ შეცდომაში შემყვანია. ისინი ვარაუდობენ, რომ თითოეული ერთმანეთისგან სრულიად გამოყოფილია, მიკროანატომიურად რომ ვთქვათ, სინამდვილეში ისინი იმავე უფრო დიდი მემბრანული ქსელის ნაწილია.
ორივე ტიპის ენდოპლაზმური ბადე ფუნქციონირებს ანაბოლიზმის პროდუქტების დამუშავებასა და გადასაადგილებლად, ერთ შემთხვევაში ცილები, ხოლო მეორე შემთხვევაში ლიპიდური (და ზოგიერთი სტეროიდული ჰორმონები). ზოგჯერ ენდოპლაზმური ბადეების ნაწილებს შეიძლება მიჰყვეს ბირთვული მემბრანიდან უჯრედის შიგნით უჯრედის მემბრანის შორეულ უჯრედის საზღვარზე.
გლუვი ER ფუნქცია და გარეგნობა
მიკროსკოპის ქვეშ თქვენ ხედავთ უჯრედს, რომელსაც აქვს ფართო გლუვი ენდოპლაზმური ბადე. რას ნახავდით და როგორ აღწერდით მას?
Smooth ER- ს თავისი სახელი აქვს, ისევე როგორც ანატომიასა და მიკროანატომიაში ბევრი რამ, არა იმისგან, თუ როგორ იგრძნობდა სინამდვილეში ან გემოვნებით, არამედ გარეგნობიდან გამომდინარე. იმის გამო, რომ გლუვ ER– ს არ აქვს მის გარსებში ჩასმული რიბოსომების მაღალი სიმკვრივე (რომლებიც მიკროსკოპიით ჩნდება მუქი ფერის), ასე გამოიყურება, რაც არის: ურთიერთდაკავშირებული მილების პატარა ქსელი. ყველა ტიპის ER თავის გულში წარმოადგენს ერთგვარ ღრუ მეტროს სისტემას "გუი" ციტოპლაზმის საშუალებით, რაც საშუალებას აძლევს საგნებს უფრო სწრაფად გადაადგილდნენ მთელ უჯრედში.
ფუნქციები: Smooth ER- ს აქვს მრავალი მნიშვნელოვანი ფუნქცია. იგი სინთეზებს ნახშირწყლებს, ლიპიდებს და სტეროიდულ ჰორმონებს (ტესტოსტერონის ჩათვლით სათესლე ჯირკვალში). ის ეხმარება შეთვისებული ქიმიკატების დეტოქსიკაციას, დანიშნულებისამებრ დაწყებული მედიკამენტებით დამთავრებული საყოფაცხოვრებო შხამებით. იგი ემსახურება როგორც კალციუმის იონების სათავსოს კუნთის უჯრედებში, სადაც სპეციალიზებული ტიპის გლუვი ER ეწოდება სარკოპლაზმული ბადე ინახავს კალციუმის იონებს, რომლებიც საჭიროა კუნთოვანი უჯრედების შეკუმშვის დასაწყებად.
უხეში ER ფუნქცია და გარეგნობა
უხეში ER- ს სახელი თავისი დამახასიათებელი გარეგნობის მიხედვით აქვს, რომელიც ჰგავს მუქი წერტილებით გადახვეულ ფირს, რომელიც ზოგან ერთმანეთთან ერთმანეთისგან ერთმანეთისგან დაშორებულია და ზოგან ერთმანეთისგან უფრო შორს. "წერტილები" არის რიბოსომები, ანუ ყველა ცოცხალი არსების "ცილების ქარხნები". თავად რიბოსომები მზადდება ცილებისგან, ასევე სპეციალური სახის ნუკლეინის მჟავისგან.
გაბრტყელებული "ჩანთები", რომლებიც ქმნიან უხეში ER- ს, ერთვის ბირთვულ მემბრანს, ამიტომ ამ ტიპის ER- ის სიმკვრივე უჯრედში ყველაზე მაღალია ცენტრთან, სადაც ბირთვია. როგორც ყველა ორგანელში, უხეში ER- ის მრავალი ნაკეცის გარშემო გარსი ორმაგი პლაზმური მემბრანაა; რიბოსომები მიმაგრებულია ამ გარსის გარე ნაწილზე, ანუ უჯრედის ციტოპლაზმის მხარეს.
ფუნქციები: თვით რიბოსომებთან ერთად, უხეში ER მონაწილეობს ამინომჟავებისა და პოლიპეპტიდების რიბოზომზე თარგმნის ადგილზე, ანუ ცილის სინთეზში მოხვედრაში. მას შემდეგ, რაც ცილა სრულად სინთეზირდება და რიბოზომმა გამოაქვეყნა უხეში ER- ში, შეიძლება მოხდეს მრავალი რამ. პროტეინს შეიძლება "ენიშნოს" ქიმიური "ეტიკეტი" ER შიდა მემბრანაზე, სანამ კი არ შევა მასში სანათური, ან სივრცე, შიგნით. ამის ნაცვლად, იგი შეიძლება დამუშავდეს სანათურში.
უხეში ER ნაწილები შედგება იმათგან, რასაც უწოდებენ ცილის დასაკეცი ერთეულები, რომლებიც ზუსტად ისე აკეთებენ, როგორც მათი სახელი გვთავაზობს. როდესაც ცილები პირველად მზადდება, ისინი არსებობენ, როგორც ჯაჭვი, ამინომჟავების ჯაჭვი. მაგრამ პროტეინის საბოლოო ფორმა მოიცავს უამრავ მოხრასა და დასაკეც და ხშირად კავშირებს ამინომჟავებს შორის ახლა გადახვეული ჯაჭვის სხვადასხვა ნაწილში.